DE1227994B - Optisches Magnetometer - Google Patents
Optisches MagnetometerInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
GOIr
Deutsche Kl.: 2Ie-12
Nummer: 1227 994
Aktenzeichen: V 21968IX d/21 e
Anmeldetag: 1. Februar 1962
Auslegetag: 3. November 1966
Es sind optische Magnetometer bekannt, bei denen in einer Absorptionszelle enthaltene Quantensysteme
in dem zu messenden magnetischen Gleichfeld gyromagnetische Präzessionen ausführen und optische
Strahlungsmittel durch die Absorptionszelle eine zirkulär polarisierte Strahlung leiten, deren Komponenten
durch die magnetischen Unterniveaus der Quantensysteme schwankenden Absorptionen unterliegen.
Auf die Absorptionszelle wird ein magnetisches Wechselfeld zur Einwirkung gebracht, und
eine Photozellenanordnung spricht auf die Intensität der die Absorptionszelle durchsetzenden optischen
Strahlung an und liefert ein Wechselstromausgangssignal, welches das auf die Absorptionszelle einwirkende
magnetische Wechselfeld im Wege der Rückkopplung erzeugt und eine Frequenz hat, die der Präzessionsfrequenz
der Quantensysteme entspricht und dadurch ein Maß für das zu messende magnetische
Gleichfeld bildet. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in der Zeitschrift »Scientific American«,
Oktober 1960, Aufsatz »Optical Pumping« von A. L. Bloom beschrieben.
Die bekannte Anordnung zur magnetischen Feldstärkenmessung beruht auf einer gyromagnetischen
Resonanzabsorption unter Ausnutzung eines durch Rückkopplung zum Selbstschwingen erzeugten optischen
Pumpvorganges.
Der Grund für das Auftreten der hochfrequenten Wechselstromkomponente in dem Ausgangssignal
der aus der Absorptionszelle bestehenden Vorrichrung liegt darin, daß die Elektronen bei ihrem Präzessionsvorgang
während jeder Präzessionsperiode einmal besonders stark und einmal besonders gering
auf die Zirkularpolarisation des Pumplichtes ansprechen.
Bei derartigen bekannten Magnetometeranordnungen, die nur eine Absorptionszelle und eine derselben
zugeordnete Photozellenanordnung aufweisen, ergeben sich Nachteile der folgenden Art:
1. Die Phasenverschiebung zwischen dem Rückkopplungssignal, welches der Absorptionszelle zugeführt
wird, und der Intensitätsmodulation des Lichtes, die zur Aufrechterhaltung der Intensitätsmodulationsschwingungen
führt, ist abhängig von der relativen Lage des gleichsinnig gerichteten zu messenden
magnetischen Feldes zu der Richtung des zirkulär polarisierten Lichtstrahles. Im günstigsten Fall, in
welchem der zu dem zu messenden Feld senkrechte resonanzfrequente magnetische Feldvektor die gleiche
Richtung wie der Lichtstrahl hat, ergibt sich eine Phasenverschiebung von + 90° bei einer bestimmten
Richtung des Lichtstrahles und eine Phasenverschie-Optisches Magnetometer
Anmelder:
Varian Associates, Palo Alto, Calif. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr. phil. G. B. Hagen, Patentanwalt,
München-Solln, Franz-Hals-Str. 21
München-Solln, Franz-Hals-Str. 21
Als Erfinder benannt:
William Earl Bell, Palo Alto, Calif.;
Arnold Lapin Bloom,
Menlo Park, Calif. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 2. Februar 1961 (86 697)
bung von —90° bei der entgegengesetzten Richtung des Lichtstrahles. Dieser Effekt wird »Halbkugeleffekt«
genannt und äußert sich störend auf die Schwingungserzeugung, z. B. bei auf Flugzeugen angeordneten
Geräten.
2. Die Resonanzlinie, welche eine optische Absorption in Abhängigkeit der Frequenz des magnetischen
Wechselfeldes, welches auf die Absorptionszelle ausgeübt wird, darstellt, ist tatsächlich in
mehrere im engen Abstand voneinander liegende Linien aufgespalten, was sich durch die geringen Unterschiede
der Frequenztrennung der verschiedenen magnetischen Unterniveaus ergibt. Da im allgemeinen
der Beitrag der verschiedenen Linien nicht gleich ist, wirkt sich die gesamte Absorptionslinie als eine
unsymmetrische Linie aus, wobei die Linienform von der Richtung des Lichtstrahles in bezug auf das
gleichsinnig gerichtete Magnetfeld abhängig ist. Wenn daher das Instrument gedreht wird, so wird ein kursabhängiger
Fehler in die Messung eingeführt, der auf Frequenzänderungen zurückgeht, die die sich selbst
aufrechterhaltenden Schwingungen aufweisen.
Um diesen nachteiligen Erscheinungen entgegenzuwirken, sieht ein älterer Vorschlag vor, daß mindestens
zwei Absorptionszellen mit je einer denselben zugeordneten Photozellenanordnungen vorgesehen
sind und daß die von der einen Photozellenanord-
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nung erzeugten Ausgangssignale über Kreuz der an- geleitet, die vorzugsweise aus zwei getrennten Ab-
deren Absorptionszelle im Sinne einer Rückkopplung sorptionskammern besteht. Die Lichtquelle 11 ist
zugeführt werden. Es werden dabei zwei Lichtquellen eine Entladungslampe, die eine Strahlung hoher spek-
verwendet, die entgegengesetzten Sinn der zirkulären traler Reinheit verbunden mit geringer Störstrahlung
Polarisation in bezug auf das zu bestimmende .ma- 5 liefert. Eine solche Entladungslampe besteht aus einer
gnetische Gleichfeld aufweisen. Ideinen Entladungsröhre 13, in der natürlicher Rubi-
Bei dieser Anordnung ergibt es sich, daß die diumdampf, mit einem Zündmittel, beispielsweise
Atome der magnetischen Unterniveaus, welche nicht Kryptongas, untermischt, vorgesehen ist, wobei eine
den einen Lichtstrahl absorbieren, durch den ande- Spule 9 eine hochfrequente Entladung bewirkt. Die
ren Lichtstrahl absorbiert werden, so daß die optische io Spule 9 wird von einem Oszillator 18 erregt. Die
Absorptionsresonanzlinie in einer Zelle das optische Lichtstrahlung durchsetzt nacheinander ein InterSpiegelbild
der Linie in der anderen Zelle ist und die ferenzfilter 14, welches die D2-Linie von 7800 A
aus beiden Linien zusammengesetzte Linie im unterdrückt, während die 7980 Α-Linie D1 hindurchwesentlichen
symmetrisch ist. Die Erfindung bildet gelassen wird, zu dem Zweck, daß letztere den opdiese
Technik in der Weise aus, daß nur eine einzige 15 tischen Pumpvorgang bewirkt. Eine aus plastischem
Lampe als Quelle des Pumplichtes benötigt wird. Material bestehende Fresnel-Kollimatorlinse 15, ein
Ein optisches Magnetometer, bei dem die in einer unterteilter zirkulär polarisierender Polarisator 16,
Absorptionszelle enthaltenden Quantensysteme in 16', eine Absorptionszelle 12, eine zweite Kollimator-
dem zu messenden magnetischen Gleichfeld gyro- linse 17 und eine Photozelle 19, auf die die Strahlung
magnetische Präzessionen ausführen und bei dem 20 fokussiert wird, sind im Strahlengang vorgesehen. Die
optische Strahlungsmittel durch die Absorptionszelle . Photozelle kann beispielsweise ein Mosaik von SiIi-
eine zirkulär polarisierte Strahlung leiten, deren kon-Solarzellen sein, die schindelartig zusammen-
Komponenten schwankenden Absorptionen durch die gelötet sind.
magnetischen Unterniveaus der Quantensysteme Die Absorptionszellen 12 enthalten Rubidiumunterliegen,
unter Anwendung eines auf die Absorp- 25 dampf, und zwar zweckmäßigerweise isotopisch antionszelle
einwirkenden magnetischen Wechselfeldes gereicherten Dampf Rubidium 85 oder Rubidium 87,
und einer Photozellenanordnung, die auf die Inten- der mit einem Puffergas, beispielsweise Neongas,
sität der die Absorptionszelle durchsetzenden opti- untermischt ist, zu dem Zweck, eine Desorientierung
sehen Strahlung anspricht und ein Wechselstromaus- durch Zusammenstöße mit der Wand zu verringern
gangssignal liefert, welches das auf die Absorptions- 30 und dadurch eine größere Relaxationszeit und demzelle
einwirkende magnetische Wechselfeld im Wege entsprechend schmalere Linienbreiten und eine
der Rückkopplung erzeugt, wobei die Frequenz des höhere Empfindlichkeit zu erzielen. Wenn Rubierzeugten
Wechselstromsignals der Präzessions- dium 85 verwendet wird, so wird das polarisierte und
frequenz der Quantensysteme entspricht und dadurch ausgefilterte Licht mit einer Präzessionsgeschwindigein
Maß für das zu messende magnetische Gleich- 35 keit von 4,66 Hz pro Gamma moduliert; bei Rubifeld
bildet, kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dium 87 beträgt die Modulation 7 Hz pro Gamma,
dadurch, daß die Strahlung eine in zwei Teile ver- Dementsprechend ergibt sich in einem erdmagneschiedener
Polarisationseigenschaften unterteilte Po- tischen Feld von 0,5 Gauß erne Präzessionsgeschwinlarisatoranordnung
durchläuft und die beiden ver- digkeit von 233 kHz im Fall von Rubidium 85. Die schieden polarisierten Strahlungskomponenten in 40 Intensitätsmodulation wird durch die Photozellen 19
gleicher Richtung parallel durch die Absorptionszelle in ein elektrisches Wechselstromsignal der gleichen
geleitet werden, die vorzugsweise aus zwei je von Frequenz umgewandelt, und dieses Signal wird in
einer der verschieden polarisierten Komponenten dem Verstärker 31 verstärkt und auf die Absorptionsdurchsetzten
Kammern besteht. zelle durch die koaxiale Spulenwicklung 12' in Form
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in 45 eines magnetischen Wechselfeldes rückgekoppelt zu
einer Ablesevorrichtung für ein Magnetometer der dem Zweck, daß erzwungene Präzessionen der Rubi-
vorstehend erörterten Art, dessen Ableseskala von diumatome aufrechterhalten werden. Das Rückkopp-
der Orientierung unabhängige Meßwerte liefert. lungssignal hat eine Frequenz, die proportional der
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfin- Intensität des gleichsinnig gerichteten magnetischen
dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei- 5° zu messenden Feldes ist, und diese Frequenz wird in
bung der beispielsweisen Ausführung der Erfindung einem Anzeigeinstrument 36 zur Anzeige gebracht,
•unter Bezugnahme auf die Figuren. Von den Figuren das eine Überlagerung der Schwingungen eines Kri-
zeigt Stalloszillators von einer Frequenz, die dem Bezugs-
F i g. 1 eine schematische Darstellung eines schwin- feld entspricht, vorsieht, wobei zweckmäßigerweise
genden Magnetometers gemäß der Erfindung, bei 55 ein Analog-Frequenzmeßgerät mit einem Registrier-
dem ein unterteilter Polarisator Anwendung findet, gerät gekoppelt ist. Es können aber auch andere Me-
F i g. 2 eine schematische Darstellung einer der- thoden zur Messung der Rückkopplungsfrequenz als
artigen Magnetometeranordnung, die Absorptions- Maß für das zu bestimmende magnetische Feld an-
zellen mit angereichertem Rubidium 85 bzw. Rubi- gewendet werden.
dium 87 aufweist, _ - 60 Der zirkularpolarisierende Polarisator ist in zwei
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Magnetometer- Hälften gespalten, so daß die eine Hälfte 16 des
anzeigeanordnung gemäß der Erfindung, Polarisators ein zirkularer Polarisator mit linker
Fig. 4 und 5 zwei Ausführungsformen einer Polarisation ist und die andere Hälfte 16'ein zirku-
Magnetometeranordnung mit parallel zueinander larer Polarisator mit rechter Polarisation ist; die
angeordneten Absorptionszellen. 65 beiden Polarisatorhälften haben im wesentlichen
In Fig. 1 ist die das Rubidiumlicht erzeugende gleiche Durchlässigkeit und gleiche Polarisations-Lichtquelle
mit 11 bezeichnet, und es wird der Licht- fähigkeit. Der Lichtstrahl wird auf diese Weise in
strahl durch die Rübidiumdampfabsorptionszelle 12 zwei entgegengesetzt polarisierte Strahlteile zerlegt,
die getrennte Kammern der Absorptionszelle 12 durchsetzen und in der Photozelle 19 zusammengefaßt
werden und die gewünschte symmetrische Absorptionslinie geben. Es ist zu beachten, daß die Anwendung
einer einzigen Lichtquelle, deren Strahlung geteilt wird, um die beiden Drehsinne der zirkulären
Polarisation in bezug auf das gleichsinnig gerichtete magnetische Feld zu erzeugen, ebenfalls den durch
Abhängigkeit vom Kurswinkel bedingten Fehler verringert, wenn ein optisches Magnetometer der vorstehend
erörterten Art Anwendung findet.
Um die Bedingung für die Aufrechterhaltung der Schwingungen sicherzustellen, sollte die totale
Phasenverschiebung in der Absorptionszelle 12, der Photozelle 19 und dem Verstärker 21 Null sein. Da
die Phasenverschiebung in der Absorptionszelle 12 90° ist, ist eine Gesamtphasenverschiebung in der
Photozelle 19 und dem Verstärker von 270° erforderlich. Für Felder, die größer als etwa
10 000 Gamma sind, ist die Parallelkapazität des der Silizium-Mosaikphotozelle 17 äquivalenten Stromkreises
hinreichend, um eine Phasenverschiebung von 90° zu geben, so daß der Verstärker eine Phasenverschiebung
von 180° haben muß. Bei niedrigen Feldern können kompensierende Netzwerke verwendet
werden, welche die Abweichung der Phasenverschiebung der Photozelle gegenüber 90° kompensieren.
Wenn das Meßinstrument gedreht wird, so daß die relative Richtung des Lichtstrahles in bezug auf das
gleichsinnig gerichtete magnetische Feld umgekehrt wird, so wird die Phasenverschiebung in der Absorptionszelle 12 durch den vorstehend erwähnten Halbkugeleffekt
umgekehrt, und das Instrument wird nicht länger schwingen.
In F i g. 2 ist eine weitere Methode zur Verwendung von zwei in Serie geschalteten Absorptionszellen gezeigt, die dem Zweck, den Halbkugeleffekt
zu vermeiden, dienen.
In F i g. 2 enthält die Absorptionszelle 33 angereichert isotopisches Rubidium 85 und die zweite Rubidiumdampfzelle
34 enthält isotopisch angereichertes Rubidium 87, wobei eine einzige Lampe 11' mit
natürlichem Rubidium Anwendung findet. Die Hochfrequenzwicklungen 33' und 34' umgeben die Zellen
33 und 34 und sind gegensinnig gewickelt, so daß die Phasenverschiebung durch die eine Zelle Schwingungen
in der einen Halbkugel aufrechterhalten kann und die Phasenverschiebung in der anderen Zelle für
die Aufrechterhaltung der Schwingungen in der anderen Halbkugel geeignet ist. Da die Präzessionsfrequenzen
für die beiden Isotopen wesentlich verschieden sind, ergeben sich keine magnetischen Resonanzpräzessionen
in der Absorptionszelle, deren Phasenverschiebung nicht für die Schwingungen geeignet
wären, so daß die Intensitätsmodulation des Lichtes nicht gestört wird. Wenn das Meßinstrument
die magnetischen Halbkugeln wechselt, so werden kontinuierlich die Schwingungen aufrechterhalten,
obwohl das steuernde Isotop und daher die Präzessionsfrequenzen ausgetauscht werden. Ein Merkmal
dieser optischen Schwingungen liegt darin, daß eine Frequenzverschiebung als Anzeige für die Richtung
des äußeren magnetischen Feldes dienen kann. Es ist ferner zu beachten, daß der unterteilte Zirkularpolarisator
16, 16' in Fortfall kommen kann bei dieser Ausführungsform, wenn der durch Abhängigkeit
vom Kurswinkel bedingte Fehler nicht von Belang ist oder durch andere Mittel unterdrückt wird.
In Fi g. 3 ist ein Blockschaltbild einer Anzeigevorrichtung
für ein Magnetometer gemäß F i g. 2 dargestellt, wobei der Anzeigewert von der Orientierung
unabhängig ist. Das in dem Blockschaltbild bei 60 zugeführte Signal ist das Ausgangssignal des Verstärkers 31 der F i g. 2. Das Signal wird auf zwei ähnliche
Wege aufgespalten, wobei der Unterschied der beiden Wege lediglich in der Signalfrequenz liegt.'
Betrachtet man zunächst den oberen Weg, so ist zu
ίο beachten, daß die Mischstufe 61 das von dem Rubidium
85 gelieferte Signal des Verstärkers mit den Ausgangsschwingungen des Kristalloszillators 62
mischt. Das Ausgangssignal der Mischstufe 61 wird einem Tiefpaßfilter 63 zugeleitet und einem Frequenzmeßgerät
64 und einem der optischen Anzeige dienenden Registriergerät 65. Nimmt man zunächst an,
daß das Magnetometer mit dem gleichsinnig gerichteten Magnetfeld ausgerichtet ist, so daß die Modulation
sich durch Rubidium 85 im Erdfeld bei einer Intensität von 50 000 Gamma ergibt, so ist das Ausgangssignal
des Verstärkers 31, welches der Mischstufe zugeführt wird, von der Frequenz 233 kHz
(4,66 Hz pro Gamma). Dieses Signal wird mit der konstanten Ausgangsfrequenz 232 kHz des Kristall-Oszillators
62 gemischt. Das Tiefpaßfilter, daß beispielsweise ein Niederfrequenztransformator sein
kann, leitet nur die Differenzfrequenz von 1 kHz weiter. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 63 wird
dem Frequenzmeßgerät 64 zugeführt, welches ein Gleichstromausgangssignal liefert, das der Frequenz
des Eingangssignals proportional ist. Das Ausgangssignal des Frequenzmeßgerätes wird dem Registriergerät
65 zur optischen Anzeige der Stärke des Magnetfeldes zugeführt.
Geht man nun wiederum auf die Eingangsklemme 60 zurück und nimmt man an, daß die Richtung des
Instrumentes um 180° gedreht wurde, so werden die Schwingungen jetzt durch die Rubidium-87-Zelle
moduliert mit einer Frequenz 7 Hz pro Gamma. Das Ausgangssignal des Verstärkers hat jetzt bei
50 000 Gamma die Frequenz 350 kHz. Das Ausgangssignal wird in der Mischstufe 61' mit den
Schwingungen des Kristalloszillators 62' gemischt, der eine Ausgangsfrequenz von 349 kHz hat. Das
Ausgangssignal der Mischstufe hat die Differenzfrequenz 1 kHz. Diese Frequenz wird durch das
Tiefpaßfilter 63' weitergeleitet. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 63' wird dem Ratemeter 64' zugeleitet,
welches zwei Drittel der Ausgangsfrequenz des Rubidium-85-Ratemeters hat, so daß die Ausgangssignale
beider Ratemeter in einem vorgegebenen Feld gleich sind. Es wird dann das Ausgangssignal des
Ratemeters 64' dem Registriergerät zugeleitet.
Die Schaltungsanordnung ist so bemessen, daß ein dynamischer Bereich von ungefähr 1% des erdmagnetischen Feldes von 50 000 Gamma mit einer Empfindlichkeit von 0,01 Gamma sich ergibt. Dies gibt für geophysikalische Geländeuntersuchungen sehr günstige Verhältnisse. Wenn ein schwächeres magnetisches Feld gemessen werden soll, so wird zweckmäßig ein anderer Kristalloszillator verwendet, um die Differenzfrequenz in der Mischstufe auf weniger als 2 kHz zu halten.
Weitere Magnetometer mit nur einer Absorptionszelle sind in den Fig. 4 und 5 gezeigt. Das Licht der Lampe 20 wird in zwei Strahlen aufgespalten. Der eine Strahl wird durch den linksdrehenden zirkulär polarisierenden Polarisator 21 geleitet und durch-
Die Schaltungsanordnung ist so bemessen, daß ein dynamischer Bereich von ungefähr 1% des erdmagnetischen Feldes von 50 000 Gamma mit einer Empfindlichkeit von 0,01 Gamma sich ergibt. Dies gibt für geophysikalische Geländeuntersuchungen sehr günstige Verhältnisse. Wenn ein schwächeres magnetisches Feld gemessen werden soll, so wird zweckmäßig ein anderer Kristalloszillator verwendet, um die Differenzfrequenz in der Mischstufe auf weniger als 2 kHz zu halten.
Weitere Magnetometer mit nur einer Absorptionszelle sind in den Fig. 4 und 5 gezeigt. Das Licht der Lampe 20 wird in zwei Strahlen aufgespalten. Der eine Strahl wird durch den linksdrehenden zirkulär polarisierenden Polarisator 21 geleitet und durch-
setzt die Kammer 22 der Absorptionszelle 25; der andere Strahl wird durch den rechtsdrehenden zirkulär
polarisierenden Polarisator 23 geleitet und durchsetzt die Kammer 24 der Absorptionszelle. Die beiden
Strahlen werden von der Photozelle 26 aufgenommen. In F i g. 4 wird die Präzessionsfrequenz der
Intensitätsmodulation des aufgenommenen Lichtes in dem Verstärker 31 verstärkt und der Hochfrequenzwicklung
28 zugeführt zu dem Zweck, Schwingungen bei einer Frequenz aufrechtzuerhalten, die ein
Maß für die Intensität des gleichsinnig gerichteten Feldes ist. In F i g. 5 wird die bekannte Methode verwendet,
eine Resonanz mit einem lokalen Hochfrequenzgenerator 29 auszunutzen. Die Resonanzbedingung
wird mit einer niedrigen Frequenz moduliert, beispielsweise durch die Frequenz des Durchlaufgenerators
30, welcher den Generator 29 moduliert. Schwankungen des aufgenommenen Lichtes von
der Durchlauffrequenz werden in dem Verstärker 31 verstärkt und dem Phasendetektor 32 zugeführt, der
von dem Durchlaufgenerator 30 ein Bezugssignal zugeführt erhält. Das Ausgangssignal des Phasendetektors
30 ist ein Abweichungssignal und wird der Abstimmvorrichtung 35 zugeführt, so daß die Frequenz
des Hochfrequenzgenerators bei dem Resonanzwert des gleichsinnig gerichteten Magnetfeldes gehalten
wird. Die Intensität dieses Feldes wird dann entweder durch die Größe des Abweichungssignals oder durch
die Frequenz des Hochfrequenzgenerators angezeigt. ■ Es. ist offensichtlich, daß die erfindungsgemäßen
Anordnungen auch für andere Zwecke anwendungsfähig sind, bei denen die Ausrichtung von Alkaliatomen
oder ähnlichen geeigneten Quantensystemen durch die Absorption einer optischen Strahlung angezeigt
wird, die solche charakteristischen Spektraleigenschaften hat, daß unterschiedliche Absorption in
unterschiedlichen Unterniveaus sich ergibt.
Claims (5)
1. Optisches Magnetometer, bei dem die in einer Absorptionszelle enthaltenen Quantensysteme
in dem zu messenden magnetischen Gleichfeld gyromagnetische Präzessionen ausführen
und bei dem optische Strahlungsmittel durch die Absorptionszelle eine zirkulär polarisierte
Strahlung leiten, deren Komponenten schwankenden Absorptionen durch die magnetischen Unterniveaus
der Quantensysteme unterliegen, unter '" Anwendung eines auf die Absorptionszelle einwirkenden
magnetischen Wechselfeldes und einer Photozellenanordnung, die auf die Intensität der
die Absorptionszelle durchsetzenden optischen Strahlung anspricht und ein Wechselstromausgangssignal
liefert, welches das auf die Absorptionszelle einwirkende magnetische Wechselfeld
im Wege der Rückkopplung erzeugt, wobei die Frequenz des erzeugten Wechselstromsignals der
Präzessionsfrequenz der Quantensysteme entspricht und dadurch ein Maß für das zu messende
magnetische Gleichfeld bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung eine in
zwei Teile verschiedener Polarisationseigenschaften unterteilte Polarisationsanordnung durchläuft
und die beiden verschieden polarisierten Strahlungskomponenten in gleicher Richtung parallel
durch die Absorptionszelle geleitet werden, die vorzugsweise aus zwei je von einer der verschieden
polarisierten Komponenten durchsetzten Kammern besteht.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unterteilte Polarisator
Zirkularpolarisation entgegengesetzten Drehsinnes liefert.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Quantensystemen
bestehende Gruppe Alkaliatome in Dampfform sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in
nahem Abstand zueinander zwei optische Absorptionszellen vorgesehen sind, die Gruppen
von Quantensystemen enthalten, welche in einem gleichsinnig gerichteten Magnetfeld mit verschiedener
Frequenz Präzessionen ausführen.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Absorptionszellen angereichert Rubidium 85 bzw. Rubidium 87 enthalten.
6. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß für
das von der Photozellenanordnung erzeugte Wechselstromsignal zwei Kanäle vorgesehen sind,
von denen der eine Kanal das Ausgangssignal der Rubidium-85-Absorptionszelle und der andere
Kanal das Ausgangssignal der Rubidium-87-Absorptionszelle
verarbeitet, und daß die beiden Kanäle für die Zwecke der optischen Wiedergabe ein gemeinsames Registriergerät steuern.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Kanäle einen
Überlagerungsoszillator und eine Mischstufe und ein Niederfrequenzfilter sowie ein Ratemeter
aufweist, wobei die Ratemeter die Gleichstromausgangssignale erzeugen, die dem Registriergerät
als Meßgrößen für das zu messende gleichgerichtete Magnetfeld zugeführt werden.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1177112;
»Annales de Radioelectricite«, Bd. XVI, Nr. 63 vom Januar 1961, S. 3 bis 8;
Französische Patentschrift Nr. 1177112;
»Annales de Radioelectricite«, Bd. XVI, Nr. 63 vom Januar 1961, S. 3 bis 8;
»Electronics« vom 5. August 1960, S. 2.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
609 7097134 10.66 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US86697A US3257608A (en) | 1961-02-02 | 1961-02-02 | Optical magnetometers |
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Publication Number | Publication Date |
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DE1227994B true DE1227994B (de) | 1966-11-03 |
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ID=22200277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEV21968A Pending DE1227994B (de) | 1961-02-02 | 1962-02-01 | Optisches Magnetometer |
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DE (1) | DE1227994B (de) |
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